GRIB - GRIB

GRIB ( GRIdded Binary lub General Regularly -distributed Information in Binary form ) to zwięzły format danych powszechnie używany w meteorologii do przechowywania historycznych i prognozowanych danych pogodowych. Jest on standaryzowany przez Komisję Systemów Podstawowych Światowej Organizacji Meteorologicznej , znany pod numerem GRIB FM 92-IX, opisany w Podręczniku WMO dotyczącym kodów nr 306. Obecnie istnieją trzy wersje GRIB. Wersja 0 była używana w ograniczonym zakresie przez projekty takie jak TOGA i nie jest już wykorzystywana operacyjnie. Pierwsza edycja (obecna podwersja to 2) jest używana operacyjnie na całym świecie przez większość centrów meteorologicznych, jako wynik Numerical Weather Prediction (NWP). Wprowadzono nowszą generację, znaną jako druga edycja GRIB, a dane powoli przechodzą do tego formatu. Niektóre z GRIB drugiej generacji są używane w produktach pochodnych dystrybuowanych w Eumetcast firmy Meteosat drugiej generacji . Innym przykładem jest model NAM (North American Mesoscale).

Format

Pliki GRIB są zbiorem samodzielnych rekordów danych 2D, a poszczególne rekordy stanowią same znaczące dane, bez odniesień do innych rekordów lub ogólnego schematu. Tak więc kolekcje rekordów GRIB można dołączać do siebie lub rozdzielać rekordy.

Każdy rekord GRIB składa się z dwóch komponentów - części opisującej rekord (nagłówek) oraz samych danych binarnych. Dane w GRIB-1 są zazwyczaj konwertowane na liczby całkowite za pomocą skali i przesunięcia, a następnie pakowane w bity. GRIB-2 posiada również możliwość kompresji.

Historia GRIB

GRIB zastąpił Aeronautical Data Format (ADF).

Komisja Światowej Organizacji Meteorologicznej (WMO) ds. Systemów Podstawowych (CBS) spotkała się w 1985 r., aby stworzyć format GRIB (GRIdded Binary). Grupa Robocza ds. Zarządzania Danymi (WGDM) w lutym 1994 r., po poważnych zmianach, zatwierdziła rewizję 1 formatu GRIB. Format GRIB Edition 2 został zatwierdzony w 2003 roku w Genewie.

Problemy z GRIBem

W GRIB nie ma możliwości opisania kolekcji rekordów GRIB

  • Każdy rekord jest niezależny, bez możliwości odniesienia się do zamierzonego schematu autora GRIBGR
  • Nie ma niezawodnego sposobu łączenia rekordów w wielowymiarowe tablice, z których zostały wyprowadzone.
  • Wykorzystanie tabel zewnętrznych do opisania znaczenia danych.
  • Brak autorytatywnego miejsca, w którym ośrodki mogłyby publikować swoje lokalne tabele.
  • Niespójne i nieprawidłowe metody wersjonowania tabel lokalnych.
  • Brak wersji do odczytu maszynowego tabel WMO (teraz dostępne dla GRIB-2, ale nie GRIB-1)

GRIB 1 nagłówek

Istnieją 2 części nagłówka GRIB 1 - jedna obowiązkowa (Sekcja Definicji Produktu - PDS) i jedna opcjonalna (Sekcja Opisu Siatki - GDS). PDS opisuje, kto stworzył dane (centrum badawcze / operacyjne), zaangażowany model numeryczny / proces (może to być NWP lub GCM ), dane, które są faktycznie przechowywane (takie jak wiatr , temperatura , stężenie ozonu itp.), jednostki dane (metry, ciśnienie itp.), pionowy układ danych (stała wysokość, stałe ciśnienie, stała potencjalna temperatura ) oraz znacznik czasu.

Jeżeli potrzebny jest opis organizacji przestrzennej danych, należy również uwzględnić GDS. Informacje te obejmują dane spektralne (harmoniczne rozbieżności i wirowości ) w porównaniu do danych siatkowych (siatka Gaussa, siatka XY), rozdzielczość poziomą i lokalizację początku .

Oprogramowanie

Aplikacje

Napisano wiele pakietów oprogramowania, które wykorzystują pliki GRIB. Obejmują one zarówno narzędzia wiersza poleceń, jak i graficzne pakiety wizualizacyjne .

  • ATMOGRAPH ModelVis Komercyjne oprogramowanie do wizualizacji danych numerycznego modelu pogody zdolne do dekodowania i wyświetlania danych w formatach GRIB 1 i GRIB 2
  • Wiodące na rynku oprogramowanie GIS ArcGIS
  • Expedition – Expedition to aplikacja do nawigacji i pogody żeglarskiej. Wyświetlanie Grib i pobieranie z wielu źródeł jest bezpłatne.
  • [1] cfGrib to najnowocześniejsze narzędzie do analizowania chwytów dla Pythona oparte na ecCodes z ECMWF.
  • WGRIB Program oparty na wierszu poleceń do manipulowania, inwentaryzacji i dekodowania plików GRIB1
  • GraDS , darmowa aplikacja desktopowa oparta na wierszu poleceń, która bezpośrednio obsługuje pliki GRIB1 i GRIB2
  • Picogrib GRIB 1 w języku C (wywoływalny FORTRAN) darmowy pakiet dekodujący kompatybilny do pewnego stopnia z procedurą ECMWF GRIBEX
  • Darmowe oprogramowanie kodów NCEP (biblioteka C i FORTRAN) do dekodowania i kodowania danych w formacie GRIB 1 1
  • Darmowe oprogramowanie kodów NCEP (biblioteka C i FORTRAN) do dekodowania i kodowania danych w formacie GRIB 2 (tylko niektóre szablony)
  • JGrib - Jgrib to darmowa biblioteka do odczytu plików GRIB w Javie.
  • Meteosatlib - Meteosatlib to bezpłatna biblioteka oprogramowania C++ i zestaw narzędzi do konwersji obrazów satelitarnych między różnymi formatami; może odczytywać i zapisywać dane GRIB, a jego biblioteka kodowania/dekodowania GRIB może być używana samodzielnie.
  • Mathematica , ogólna aplikacja matematyczna, statystyczna i prezentacyjna bezpośrednio obsługuje pliki GRIB i może je mapować z wieloma projekcjami
  • NCAR Command Language można wykorzystać do czytania, analizy i wizualizacji danych Grib, a także konwertować je do innych formatów danych gridowych.
  • PyNIO to moduł języka programowania Python , który umożliwia dostęp do odczytu i/lub zapisu do różnych formatów danych przy użyciu interfejsu wzorowanego na netCDF.
  • degrib (AKA NDFD GRIB2 Decoder) to czytnik plików GRIB 1 i GRIB 2.
  • wgrib2 to czytnik plików GRIB 2.
  • GRIB API to API opracowane w ECMWF do dekodowania i kodowania danych GRIB edycji 1 i 2. Uwaga: ten pakiet został teraz zastąpiony przez ecCodes, który jest nadzbiorem API GRIB. Dołączony jest również przydatny zestaw narzędzi wiersza poleceń . ECMWF oferuje również pakiet kreślenia magii i Metview systemu stacji roboczej / wsadowego do obsługi / wizualizację plików Grib.
  • Ugrib – Ugrib to bezpłatna graficzna przeglądarka GRIB przeznaczona do odczytu plików GRIB 1. Witryna GRIB.US ma również na celu zapewnienie edukacji na temat ostrożnego i bezpiecznego korzystania z danych GRIB do prognozowania pogody. Ten link nie działa od 20 maja 2017 r.
  • SmartMet - SmartMet to narzędzie Windows, które odczytuje, zapisuje i wizualizuje dane GRIB.
  • Xconv/Convsh — Xconv to graficzne narzędzie do wyświetlania i konwertowania danych siatkowych, dostępne dla większości systemów operacyjnych. Convsh jest odpowiednikiem wiersza poleceń.
  • Netcdf-Java Common Data Model jest biblioteką Java, które można odczytać GRIB 1 i GRIB 2 pliki.
  • zyGrib to oprogramowanie graficzne dla systemów Linux, Mac OS X i Windows (GPL3, Qt) do pobierania i wyświetlania plików GRIB 1 i GRIB 2 (od wersji 8.0).
  • XyGrib wystartował jako rozwidlenie zyGirb 8.0.1. Jest to również oprogramowanie wieloplatformowe.
  • GDAL , popularna biblioteka open source do odczytu i zapisu danych geoprzestrzennych
  • Aplikacja PredictWind Offshore Aplikacja wieloplatformowa przeznaczona dla łodzi płynących na morzu, które muszą pobierać prognozowane dane GRIB na połączeniu satelitarnym lub SSB.
  • LuckGrib to aplikacja dostępna na macOS , iOS i iPadOS , przeznaczona dla żeglarzy i innych entuzjastów pogody. LuckGrib zapewnia łatwy dostęp do wielu modeli pogodowych GRIB. Ponadto dostępnych jest kilka modeli prądów oceanicznych i fal. Dane można pobrać przez internet, satelitę lub e-mail.
  • PyGrib Moduł rozszerzenia języka python, który umożliwia odczytywanie i zapisywanie formatów GRIB 1 i GRIB 2.
  • PolarView Aplikacja nawigacyjna zawierająca przeglądarkę GRIB, obsługująca zarówno GRIB 1, jak i GRIB 2. PolarView zawiera usługę pobierania GRIB dla danych GFS (wiatr/ciśnienie atmosferyczne), NWW3 (wysokość/kierunek fali) i RTOFS (prądy atlantyckie) z NOAA. Dostępne dla systemów Linux, Mac i Windows.
  • Ploter map OpenCPN Open Source / nawigator morski. Do codziennych rejsów lub wcześniejszego planowania trasy. (UWAGA: obsługa GRIB jest dostępna od wersji 1.3.5 beta )
  • CDO (Climate Data Operators) to narzędzie do analizy danych geonaukowych z obsługą GRIB
  • IDV to zorientowana meteorologicznie, niezależna od platformy aplikacja do wizualizacji i analizy plików GRIB1, GRIB2 i NetCDF.
  • SoftwareOnBoard Morska aplikacja do nawigacji dla Windows, która zawiera nakładki GRIB na mapie.
  • GribAE Darmowy interfejs Windows dla WGRIB.
  • qtVlm darmowe oprogramowanie dla linux, windows, mac, android, raspberryPi i iOS, z interfejsem z funkcjami GPS i routingu (+ interfejs z wirtualną grą żeglarską VLM )
  • PyNDFD moduł Pythona o otwartym kodzie źródłowym do pobierania danych prognozy w czasie rzeczywistym z US National Weather Service. Dane w formacie GRIB są buforowane i analizowane, aby dać programiście dostęp do dziesiątek aktualnych zmiennych prognozy pogody. Dane są dostępne przez następne 7 dni dla dowolnej współrzędnej w Stanach Zjednoczonych.
  • Weather4D Ta aplikacja przetwarza pliki GRIB (około 35 dostępnych modeli pogody/fal/prądu) w celu tworzenia prognoz pogody, które mogą być animowane w 3D HD. Wersja „Routing” zapewnia również możliwości wyznaczania tras pogodowych w oparciu o wybrane modele i dane polarne, zarządzanie lokalizacją. Wersja „Routing & Navigation” dodaje funkcje nawigacyjne, takie jak interfejs NMEA, AIS, mapy morskie, tablice przyrządów, nagrywanie śladu.
  • glgrib Ta aplikacja wyświetla pola GRIB2 z OpenGL. Raster, kontur, wektor, pasek kolorów, skala mapy, linie brzegowe, granice. Lat/lon, lambert, siatka Gaussa. Możliwe jest interaktywne przeglądanie pól (przesuwanie, powiększanie itp.). Pola o wysokiej rozdzielczości (2,5 km i 1,25 km globalnie) zostały wyświetlone za pomocą glgrib.

Aplikacje mobilne

iOS

Kilka aplikacji na iOS obsługuje format GRIB, w tym:

Android

Kilka aplikacji na Androida obsługuje format GRIB, w tym:

Zobacz też

Bibliografia

Linki zewnętrzne